地鐵車輛架修轉向架檢修布局及工藝探討

孫 睿

（無錫地鐵集團運營分公司車輛部，江蘇無錫 214000）

隨著地鐵車輛運行時間的增加、運行里程的累積，一些零部件由于磨損、老化、疲勞、受污染等因素導致其性能下降、可靠性降低，使得車輛的故障率升高，甚至可能產生安全隱患，而這些問題通過定修及以下修程的維修難以解決。因此，一般地鐵車輛在運行 6年或運行里程達到 60 萬 km 時需進行架修，其主要內容為車輛的車體和轉向架兩大部件的分解以及其他部件的清洗、檢測、修復、試驗、組裝和調試等。相對來說，轉向架部分的架修內容較多較雜，轉向架檢修區域的布局和工藝至關重要。此文對車輛架修轉向架檢修區域的工藝布局及部分檢修工藝進行探討。

1 轉向架檢修工藝流程

與車體分離后的轉向架，推入轉向架檢修區后，首先進行空氣彈簧和受流器的拆解工作，之后進行牽引電機的拆卸工作。牽引電機拆卸完畢后，進行輪對和構架的分離工作，然后再對輪對和構架分別進行檢修。

輪對檢修，首先進行軸端裝置的拆解，之后進行輪對的脫漆、探傷、補漆工作，完成后進行輪對軸箱裝置的組裝。構架檢修，首先進行構架上一系懸掛、橡膠堆、踏面制動單元、軟管、橫向減振器、抗側滾扭桿等各個掛件的分離，再對分離后的掛件進行檢修工作。對去除掛件后的構架需進行清洗、除銹、脫漆和探傷，檢修完畢后，再將各個掛件與構架進行組裝。

完成輪對與構架各自的檢修工作之后，需對兩者進行組裝，之后再進行牽引電機的安裝；牽引電機安裝完畢后，將轉向架推入轉向架靜載試驗臺，進行轉向架的靜載試驗；靜載試驗結束后，安裝空氣彈簧和受流器。

至此，整個轉向架的檢修工作全部完成，可以將轉向架推入落車工位，將轉向架與車體進行組裝。

2 轉向架檢修區

根據轉向架檢修工藝的需要，一般按照功能，將轉向架檢修區分為轉向架存放區、轉向架拆解組裝區、構架檢修區、轉向架部件檢修區、輪軸檢修區、輪對存放區和電機檢修區等工作區域。

2.1 轉向架存放區

轉向架存放區用于待修與修竣轉向架的存放，一般在轉向架檢修區的端部設置數條平行軌道，或者在邊跨處設置 1 條貫通檢修區的長股道，用作轉向架的存放。前一種方式便于轉向架的集中存放，工藝布局較為緊湊，但需用起重機吊運轉向架至作業線上，效率較低；后一種方式可以減少起重機的吊運作業，待修轉向架可直接推入作業線，但需人工推行轉向架走行較長距離。

2.2 轉向架拆解組裝區

轉向架拆解組裝區承擔轉向架的分解、組裝、試驗等作業內容，一般配置有轉向架升降臺、轉向架清洗區域、轉向架靜載試驗臺、轉向架轉盤等主要設備。

2.3 構架檢修區

構架檢修區是在構架與輪對分離后，使用起重機或特制工藝小車將構架運至該區域，在此將構架上的各個掛架拆除，將構架拆解成裸架，再經清洗及尺寸測量后，進行構架的脫漆、探傷及補漆等作業。該區域設有高壓清洗機、構架存放架、移動式探傷機、構架支座等設備。移動式探傷機用于對電機安裝座、齒輪箱吊桿安裝座、轉臂安裝座與構架的連接焊縫等主要焊縫進行探傷檢查，可以采用磁粉探傷或者渦流探傷等方式。

2.4 轉向架部件檢修區

轉向架部件檢修區根據檢修內容一般配有空氣彈簧試驗臺、超聲波清洗機、桿類探傷儀、受流器試驗臺等設備。部分配件對檢修技術水平、檢修環境要求較高，如制動系統等，則可委外維修，不再另外設置區域和采購設備。

2.5 輪軸檢修區

輪軸的檢修是架修工作中的重點與難點，需完成軸箱軸承的拆卸、輪對的探傷、檢測、組裝、試驗等檢修作業。此區配備的設備復雜多樣，主要有中頻感應加熱設備、軸箱軸承拆裝機、超聲波探傷機、輪對熒光磁粉探傷機、輪對跑合試驗臺等設備和與之相對應的工裝工具。

輪對在清洗除銹后，被送至輪軸檢修區，首先拆卸軸箱、軸承，并送往各自的檢修區進行維修。輪對經過探傷、尺寸檢測等工位，檢測合格者直接送往同溫組裝間進行軸承、軸箱組裝。輪對需與軸承同溫放置 8h 才可壓裝，故需設置同溫組裝間。檢測不合格者送往車輪車床進行鏇輪作業，若沒有配備車輪車床，則將不合格輪對使用周轉件代替，也可在地鐵車輛進入架修工作前先使用不落輪鏇床對整列車進行鏇輪，輪對全部合格后再進行車輛架修。完成組裝的輪對需通過跑合試驗臺進行跑合試驗，試驗合格再送往轉向架組裝區與構架進行組裝。

2.6 輪對存放區

轉向架檢修區域內一般設有輪對存放區，用于存放備用輪對和待修輪對。備用輪對的數量不應小于同時檢修車輛輪對的 2 倍。因此，該區域的設置要考慮能存放足夠數量的輪對，一般設置多條輪對線用于輪對存放，且可以將輪對交叉存放以節省空間；或者使用立體輪對庫進行輪對的存放。

2.7 電機檢修區

電機檢修區是電機分解、檢測、清洗和組裝的場地，根據作業需要配備電機拆裝設備、電機吹掃裝置、超聲波清洗機、相關檢測儀器儀表、牽引電機空轉試驗臺等。其中電機試驗間與其電源應毗鄰設置，并采取有效的隔噪、隔聲措施，電機吹掃需有獨立的隔間或者良好的通風除塵設備，防止污染作業環境。架修時如果電機委外維修，則電機檢修間內只需有電機空轉試驗臺、吹掃箱、定子檢修工作臺、轉子檢修工作臺等設備，對委外修竣后的電機進行例行檢查即可。

3 轉向架檢修區布局分析

如何將轉向架檢修區域的各個區域、工位按照工藝流程正確有序地進行排布，使整個轉向架架修形成流水化作業，提高檢修效率，一直是一個不斷探討的話題。

轉向架存放區的存放規模應考慮到大架修的遠期規劃，按照對應的轉向架數量進行設置，保證能存放足夠多的轉向架，應通過軌道和轉向架轉盤與大架修庫、臨修庫股道連通，便于轉向架的轉運；轉向架拆解組裝區應鄰近轉向架存放區設置，縮短起重機吊運或者人工推行的距離；構架檢修區應鄰近構架清洗區域設置，縮短構架的運輸距離；轉向架部件檢修區應鄰近轉向架拆解組裝區設置，便于轉向架上各個部件的運轉；輪軸檢修區應與轉向架分解組裝區聯通，與清洗區鄰近，便于輪對的轉運，同時應通過輪對轉盤和軌道與車輪車床、輪對油漆間、輪對跑合試驗臺等設備設施聯通；輪對存放區應考慮到待修、報廢、周轉輪對的存放，預留足夠多的存放位置，應與輪軸檢修線通過輪對轉盤和軌道連通，便于輪對的轉運；電機檢修區應鄰近轉向架檢修區設置，也可設置在車體配件檢修區內。

4 轉向架檢修區部分工藝探討

4.1 轉向架分解和組裝

為了進行構架與輪對的組裝和分離，由于部分零部件的分解和組裝作業需要在低于轉向架的高度或者在轉向架下方的位置進行，因此，需要使用轉向架升降臺將整個轉向架舉升一定的高度，或者是在轉向架的拆裝工位設置地溝產生足夠的高度差。

轉向架升降臺又稱轉向架舉升機，使用電機帶動絲杠，將轉向架舉升到一定高度。設備可以采用輪緣支撐定位型式，便于操作人員從側面進出檢修區域，同時采用機械同步舉升型式，安全可靠性高。但由于轉向架較重，出于安全考慮，轉向架升降臺的舉升速度較慢，導致檢修效率的降低。檢修地溝相對于轉向架升降臺來說成本較低，同時工作效率較高，但存在一定的安全隱患。一般轉向架升降臺的應用更為廣泛。

4.2 構架輪對清洗

由于轉向架清洗的效果不夠理想，且需要進行管理接頭等的密封防水工作，會影響整體檢修效率，因此，一般不對整個轉向架進行清洗，而是將轉向架解體后對構架、輪對進行清洗。常見的構架、輪對清洗方式是使用清潔劑和高壓水槍進行人工沖洗，而使用干冰進行清洗是一項正在研究中的新技術。

干冰清洗又稱冷噴，是以壓縮空氣作為動力和載體，以干冰顆粒作為被加速的粒子，通過專用的噴射清洗機噴射到被清洗物體表面，利用高速運動的固體干冰顆粒的動能變化、升華、熔化等能量轉換，使被清洗物體表面的污垢、油污、殘留雜質等迅速冷凍，從而凝結、脆化、被剝離，同時隨氣流清除。該方法不會對被清洗物體表面，特別是金屬表面造成任何傷害，也不會影響金屬表面的光潔度。與傳統的清潔劑加高壓水槍沖洗的方式相比，干冰清洗效果更好，效率更高，但干冰的來源和安全存放仍是需要解決的問題。

4.3 構架、輪對的除銹和脫漆

常見的除銹和脫漆方式是使用除銹劑和脫漆劑進行除銹、脫漆，再使用清水進行沖洗。隨著環保要求的升級，這種傳統的利用化學藥劑和機械方法的方式能適用的領域將越來越少，而激光清洗可以解決采用這種傳統方式無法解決的問題。

激光除銹、脫漆的原理是基于高強度的光束、短脈沖激光及污染層之間的相互作用，使之發生光物理反應，從而將污染層去除。使用激光清洗設備具有綠色環保、非接觸性、不產生二次污染、遠距離操作、保障安全、效果好、效率高等優點，雖然前期投入較高，不過運用成本較低。

4.4 輪對軸承拆裝

架修時需要對輪對的軸箱軸承進行檢修，因此，需要進行輪對軸箱軸承的退卸和壓裝。該工作需使用輪對軸承拆裝設備，而軸箱軸承拆裝設備又分為移動式和固定式 2 種。

移動式或固定式的軸承拆裝設備主要由組裝油缸、升降機構、拉板裝置、控制盒裝置、液壓站和電氣控制系統等組成，移動式拆裝設備另帶有移動小車。移動式拆裝設備的組裝油缸在組裝時承受全部組裝力，其頂尖用于定位，能根據工件孔徑及孔錐角不同進行更換，保護車軸不被拉傷。拉板和組裝套筒根據滾動軸承的不同進行設計，可滿足各種類型地鐵和輕軌車輛軸箱軸承的拆卸及組裝作業。與移動式相比，固定式拆裝設備在壓裝輪對時，由于設備固定而輪對相對來說不夠固定，若對位不夠精準，壓裝力將對輪軸造成一定的損傷。另外，在檢修過程中若受到場地限制，移動式拆裝設備使用起來將更加靈活，且由于技術的進步，移動式拆裝設備也已能夠打印壓裝曲線，完全具備固定式拆裝設備的各項功能。

4.5 構架探傷

在對轉向架的構架進行外觀檢查后，需要對構架各座及各座焊縫、架側、橫梁焊縫及構架其他焊縫進行探傷。構架探傷一般采用磁粉探傷和渦流探傷。

磁粉探傷是利用構架缺陷處的漏磁場與磁粉的相互作用，利用構架表面和近表面缺陷（如裂紋、夾渣、發紋等）磁導率和鋼鐵磁導率的差異，由磁化后不連續處磁場的畸變，在構架表面產生漏磁場，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積并產生磁痕，在適當的光照條件下，顯現出缺陷位置和形狀，可對這些磁痕加以觀察和解釋。磁粉探傷的靈敏度高、操作簡單、檢驗速度快，但它不能發現鑄件內部較深的缺陷，且要求被檢表面光滑才能進行。而渦流探傷則是使用激磁線圈使導電構件內產生渦電流，再借助探測線圈測定渦電流的變化量，從而獲得構架缺陷的有關信息，可檢測出構架表面和近表面的缺陷，但與磁粉探傷相比，探傷速度較慢。

5 結束語

合理的轉向架檢修工藝布局和更先進的檢修工藝是轉向架檢修高效率、高質量的保證。我國大部分城市的地鐵大架修工作仍處于建設或籌建階段，更加成熟的轉向架檢修區域布局方案仍待改進，更加先進的檢修工藝仍待研究。

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